Koloid dan Sifat-sifatnya

Sistem koloid (selanjutnya disingkat "koloid" saja) merupakan suatu bentuk campuran (sistem dispersi) dua atau lebih zat yang bersifat homogen namun memiliki ukuran partikel terdispersi yang cukup besar (1-100 nm), sehingga terkena efek tyndall. Bersifat homogen berarti partikel terdispersi tidak terpengaruh oleh gaya gravitasi atau gaya lain yang dikenakan kepadanya; sehingga tidak dijumpai pengendapan, misalnya. Sifat homogen ini juga dimiliki oleh larutan, namun tidak dimiliki oleh campuran biasa (suspensi).

Koloid mudah dijumpai di mana-mana: susu, agar-agar, tinta, sampo serta awan merupakan contoh-contoh koloid yang dpat dijumpai sehari-hari. Sitoplasma dalam sel juga merupakan sistem koloid. Kimia koloid menjadi kajian tersendiri dalam kimia industri karena kepentingannya.

Macam-macam koloid

Koloid memiliki bentuk bermacam-macam, tergantung dari fase zat pendispersi dan zat terdispersinya. Beberapa jenis koloid:

• Aerosol yang memiliki zat pendispersi berupa gas. Aerosol yang memiliki zat terdispersi cair disebut aerosol cair (contoh: kabut) sedangkan yang memiliki zat terdispersi padat disebut aerosol padat (contoh: asap).
• Sol
  
• Emulsi
  
• Buih
  
• Gel
  

Sifat-sifat Koloid

• Efek Tyndall

Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid. Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.

Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati (gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya, sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.

• Gerak Brown

Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag ini dinamakan gerak Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat bersifat acak seperti pada zat cair dan gas( dinamakan gerak brown), sedangkan pada zat padat hanya beroszillasi di tempat ( tidak termasuk gerak brown ). Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown.

Semakin kecil ukuran partikel koloid, semakin cepat gerak Brown yang terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam campuran heterogen zat cair dengan zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu. Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

• Adsorpsi

Adsorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Adsorpsi harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel). Contoh : (i) Koloid Fe(OH)₃ bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid As₂S₃ bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.

• Muatan koloid

Dikenal dua macam koloid, yaitu koloid bermuatan positif dan koloid bermuatan negatif.

• Koagulasi koloid

Koagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan. Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.

• Koloid pelindung

Koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses koagulasi.

• Dialisis

Dialisis ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis. Yaitu dengan mengalirkan cairan yang tercampur dengan koloid melalui membran semi permeable yang berfungsi sebagai penyaring. Membran semi permeable ini dapat dilewati cairan tetapi tidak dapat dilewati koloid, sehingga koloid dan cairan akan berpisah.

• Elektroforesis

Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.

Laju Reaksi

A. KONSEP LAJU REAKSI
Menurut ilmu kimia, laju reaksi adalah besarnya perubahan jumlah pereaksi dan hasil reaksi per satuan waktu. Perubahan ini biasa dinyatakan sebagai perubahan konsentrasi molar (molaritas) sehingga laju reaksi dapat dinyatakan sebgai perubahan konsentrasi akhir (hasil reaksi) terhadap konsentrasi awal (pereaksi) per satuan waktu. Satuan laju reaksikimia dinyatakan dengan molaritas per detik (M/detik).

Molaritas didefinisikan sebagai jumlah mol zat yang terlarut dalam 1 liter larutan. Larutan adalah campuran homogen antara dua komponen zat atau lebih. Komponen yang jumlahnya banyak disebut zat terlarut.

B. TEORI TUMBUKAN DAN ENERGI AKTIVASI

Suatu reaksi kimia dapat terjadi apabila terdapat interaksi antara molekul pereaksi atau terjadi tumbukan antara molekul-nolekul pereaksi. Tetapi hanya tumbukan efektif yang akan menghasilkan zat hasil reaksi. Keefektifan suatu tumbukan bergantung pada posisi molekul dan energi kinetik yang dimilkinya.
Dalam reaksi kimia, dikenal istilah enegi aktivasi yaitu energi kinetik minimum yang haru dimiliki molekul-molekul pereaksi agar tumbukan antarmolekul menghasilkan zat reaksi. Teori tumbukan dan energi aktivasi berguna untuk menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Laju reaksi kimia dapat dipercepat dengan memperbesar energi kinetik molekul atau menurunkan harga energi aktivasi.

3. FAKTOR –FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU REAKSI
Pada dasarnya, laju suatu reaksi kimia dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya luas pemukaan, konsentrasi, tekanan dan katalis. Berikut penjelasannya.

1. LUAS PERMUKAAN
Pada reaksi-reaksi zat padat, luas permukaan zat padat tersebyt akan mempengaruhi laju reaksi. Oleh karena itu, luas permukaan zat padat tersebut akan mempengaruhi laju reaksi. Oleh karena itu, luas permukaan zat padat akan mempengaruhi seberapa cepat reaksi itu berlangsung. Zat padat yang berbentuk serbuk mempunyai luas permukaan yang lebih besar dibandingkan dengan zat padat dalam bentuk kepingan atau batangan untuk massa zat yang sama.
Menurut teori tumbukan, semakin banyak permukaan zat yang bersentuhan dengan partikel larutan, peluang terjadinya reaksi semakin banyak sehingga reaksi antara zat dengan larutan semakin cepat.
Dengan begitu, dapat kita simpulkan bahwa semakin besar luas permukaan suatu zat, semakin cepat reaksi akan berlangsung.

2. SUHU
Semakin tinggi suhu reaksi semakin cepat pelarutan berlangsung. Selain mempengaruhi kecepatan pelarutan, suhu reaksi juga mempengaruhi kecepatan suatu reaksi kimia. Mengapa demikian?
Kenaikan suhu reaksi mengakibatkan bertambahnya energi kinetik molekul pereaksi sehingga energi kinetiknya melebihi harga energi aktivasi. Oleh karena itu, reaksi akan berlangsung lebih cepat. Maka, dapat kita simpulkan bahwa semakin tinggi suhu, semakin cepat reaksi akan berlangsung.

3. KONSENTRASI
Pada reaksi-reaksi yang melibatkan larutan, konsentrasi larutan mempengaruhi laju reaksi suatu zat dengan larutan tersebut. Bagaimanakah konsentrasi mempengaruhi laju suatu reaksi? Dalam hal ini, meningkatkan konsentrasi zat-zat pereaksi (dalam bentuk larutan) akan meningkatkan frekuensi tumbukan antara partikel-partikel zat pereaksi tersebut. Hal ini karena dalam larutan pekat, jarak antara dua partikel yang berdekatan relatif rapat, sehingga mudah bertumbukan. Oleh karena itu, semakin besar konsentrasi suatu larutan, maka semakin banyak partikel yang terdapat dalam larutan. Jadi, apabila suatu larutan direaksikan dengan zat tertentu, maka zat tersebut akan mudah bereaksi pada larutan yang pekat.

4. TEKANAN

Pada dasarnya, tekanan mempengaruhi reaksi-reaksi yang melibatkan gas. Semakin besar tekanan gas semakin cepat laju reaksinya dan semakin kecil tekanan gas semakin lambat laju reaksinya. Agar dua buah zat kimia bereaksi, maka harus terdapat tumbukan di antara partikel-partikelnya. Dengan meningkatkan tekanan, maka kita menekan partikel-partikel tersebut bersama-sama sehingga kita akan meningkatkan frekuensi tumbukan di antara partikel-partikel tersebut. Hal ini terjadi karena semakin besar tekanan gas, maka volum gas semakin kecil, sehingga jarak antara partikel-partikelnya menjadi lebih rapat dan partikel-partikel tersebut lebih mudah bertumbukan efektif.

5. KATALIS
Katalis merupakan zat yang meningkatkan lakju suatu reaksi kimia tanpa mengalami perubahan apapun. Hanya dalam beberapa saat, katalis dapat mengahsilkan perubahan dalam laju reaksi. Hal ini karena adanya katalis dalam suatu reaksi akan menyebabkan reaksi tersebut berlangsung dengan cara yang berbeda. Lebih jauh, kemampuan katalis dalam mempercepat reaksi kimia disebabkan oleh kemampuan katalis dalam menurunkan harga energi aktivasi, sehingga reaksi zat dengan menggunakan katalis dapat berlangsung lebih cepat dibandingkan dengan reaksi zat tanp katalis.
Salah satu reaksi dengan menggunakan katalis adalah reaksi pembuatan gas oksigen melalui pemanasan kalium klorat (KClO3). Pada kondisi normal (tanpa katalis), reaksi pemanasan KClO3 tersebut berlangsung lambat. Akan tetapi, dengan penambahan katalis mengan dioksida, MnO2 (batu kawi) reaksi tersebut berlangsung lebih cepat pada suhhu yang tidak terlalu tinggi, dan pada akhir reaksi, katalis MnO2 tersebut diperoleh kembali,
Katalis banyak digunakan dalam industri, misalnya vanadium pentoksida (V2O5) digunakan sebagai katalis dalam industri asam sulfat (H2SO4) melalui proses kontak dan serbuk besi (Fe) digunakan sebagai katalis dalam industri amonia (NH3) melalui proses Haber-Bosch.
Disadari atau tidak, reaksi-reaksi kimia dalam tubuh manusia juga dipercepat oleh katalis yang disebut dengan enzim. Dalam hal ini, enzim merupakan suatu protein kompleks yang dihasilkan oleh sel-sel hidup yang dapat meningkatkan laju suatu reaksi biokimia tertentu dengan bertindak sebagai katalis. Oleh karena itu, enzim disebut juga dengan biokatalisator. Sebagai contoh, amilase yang terdapat dalam ludah berperan dalam mempercepat pengubahan zat tepung dan glikogen menjadi gula sederhana, misalnya glukosa.